(57)【要約】【課題】操縦装置の操作量に応じて決定され、該操作量の時間履歴に応じて補正された車両加速度で、車両を加速及び制動させることによって、操縦者の操作量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦可能なようにする。【解決手段】回転可能に車体に取り付けられた駆動輪１２と、操縦者が操作する操縦装置と、前記駆動輪１２に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記操縦装置の操作量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、
操縦者が操作する操縦装置と、
前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記操縦装置の操作量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、
該車両制御装置は、前記操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とすることを特徴とする車両。
【請求項２】
前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向及び操作量並びに車両走行状態に応じて車両加速度を決定する請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向が所定の方向である場合に、車両の停止時又は前進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の後進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とし、前記操縦装置の操作方向が前記所定の方向と逆である場合に、車両の停止時又は後進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の前進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とする請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記車両制御装置は、前記操作量の時間履歴に応じて走行モードを前進、後進又は停止モードのいずれかに決定し、決定した走行モードによって前記車両加速度を制限する請求項２又は３に記載の車両。
【請求項５】
前記車両制御装置は、前記走行モードが前進である場合には後方への加速を制限し、前記走行モードが後進である場合には前方への加速を制限し、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されず、かつ、車両速度が所定値以下であるときに限り、前記走行モードの前進から後進への切替及び後進から前進への切替を許可する請求項４に記載の車両。
【請求項６】
前記車両制御装置は、車両速度に応じて前記車両加速度を補正する請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
前記車両制御装置は、車両速度の２乗に比例した量だけ前記車両加速度を小さく補正する請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾値以下であるとき、車両速度に比例した車両減速度の上限値により車両減速度を制限する請求項７に記載の車両。
【請求項９】
前記車両制御装置は、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されない場合、所定の車両減速度を決定する請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１０】
前記操縦装置は、前記駆動輪の回転軸に垂直な方向に並進可能、又は、前記駆動輪の回転軸に平行な直線周りに回転可能な入力手段を備え、
前記車両制御装置は、前記入力手段の位置又は回転角に応じて車両加速度を決定する請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１１】
前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の車両。
【請求項１２】
前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値を時間積分した値に所定の定数を乗じた値と前記駆動輪の回転角速度との差に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する請求項１１に記載の車両。
【請求項１３】
前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部を更に有し、
前記車両制御装置は、前記能動重量部の位置を制御して、前記車両加速度の目標値に応じた量だけ、前記駆動輪の接地点に対する前記車体の重心の相対位置を移動させる請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、倒立振り子の姿勢制御を利用した車両に関する技術が提案されている。例えば、同軸上に配設された２つの駆動輪を有し、運転者の重心移動による車体の姿勢変化を感知して駆動する車両、球体状の単一の駆動輪に取り付けられた車体の姿勢を制御しながら移動する車両等の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この場合、運転者による操縦装置の操作入力量に応じて、車体や駆動輪の動作を制御して車体の倒立状態を保ちながら走行するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２９４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の車両においては、運転者が操縦装置によって前後方向の走行目標を指令するようになっているが、操縦装置が複雑で直感的な操作ができず、走行目標を容易に設定することが困難な場合がある。
【０００６】
そもそも、運転者が操縦装置によって前後方向の走行目標を指令する車両においては、技術や経験を必要とせず、直感的で簡易な操縦を可能とするような操縦装置の操作量と前後走行指令値の関係が適切に設定されることが望ましい。そして、運転者の簡易で直感的な操縦を可能とするため、及び、車両のシステムを簡素化するためには、操縦装置はその数が少なく、かつ簡素であることが望ましい。例えば、車両の走行方向及び速度、並びに、加速時及び制動時の加速度及び減速度のような走行目標について、運転者が１つの操縦装置によって定量的に指令できる手段を車両が具備していれば、運転者は簡易で直感的な操作によって車両を操縦することができる。
【０００７】
しかし、１つの操縦装置の操作量を１つの走行状態量の目標値と対応させるような従来の方法では、以下のような問題が発生する可能性がある。
【０００８】
例えば、操縦装置の操作量を車両の「速度」に対応させた場合、操作量の変化率に相当する加速度の調整が困難であり、運転者が望む加速状態や加速感を実現できない可能性がある。また、車両を停止させる操作が、入力値を零とすること、すなわち、入力しないことに対応するので、運転者は制動操作として、「何もしないこと」を行うことに違和感を抱く可能性がある。特に倒立型の車両の場合、加速度に応じて車体姿勢を調整する必要があるため、加速度の目標値が不安定であると、車体姿勢が乱れる場合があり、乗り心地が悪くなる。
【０００９】
また、例えば、操縦装置の操作量を車両の「加速度」に対応させた場合、車両を停止させる操作が加速度の積分値を零にする操作に相当するため、運転者は車両を停止させることに苦労を強いられる可能性がある。また、車両を一定速度で走行させる操作が、入力値を零とすること、すなわち、入力しないことに対応するので、運転者は走行中に「何もしないこと」を行うことに違和感を抱く可能性がある。さらに、車両速度を所定値で制限する場合、制限時に加速度を零に切り替える必要があり、その際に運転者が違和感を抱く可能性がある。
【００１０】
さらに、例えば、操縦装置の操作量を車両の「駆動トルク」に対応させた場合、路面の勾（こう）配及び凹凸、並びに、乗員及び搭載物の重量によって、走行性能が大きく変化するため、操縦性や使い勝手が悪くなる。特に、１人乗りの超小型車の場合には、この影響が顕著である。
【００１１】
いずれの場合も複数の課題があり、運転者の要求を十分に満足することはできない。
【００１２】
本発明は、前記従来の車両の問題点を解決して、操縦装置の操作量に応じて決定され、該操作量の時間履歴に応じて補正された車両加速度で、車両を加速及び制動させることによって、操縦者の操作量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦可能な車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために、本発明の車両においては、回転可能に車体に取り付けられた駆動輪と、操縦者が操作する操縦装置と、前記駆動輪に付与する駆動トルクを制御して前記車体の姿勢を制御するとともに、前記操縦装置の操作量に応じて走行を制御する車両制御装置とを有し、該車両制御装置は、前記操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とする。
【００１４】
本発明の他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向及び操作量並びに車両走行状態に応じて車両加速度を決定する。
【００１５】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置の操作方向が所定の方向である場合に、車両の停止時又は前進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の後進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とし、前記操縦装置の操作方向が前記所定の方向と逆である場合に、車両の停止時又は後進時には操作量に応じた加速度を前記車両加速度の目標値とし、車両の前進時には操作量に応じた減速度を前記車両加速度の目標値とする。
【００１６】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操作量の時間履歴に応じて走行モードを前進、後進又は停止モードのいずれかに決定し、決定した走行モードによって前記車両加速度を制限する。
【００１７】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記走行モードが前進である場合には後方への加速を制限し、前記走行モードが後進である場合には前方への加速を制限し、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されず、かつ、車両速度が所定値以下であるときに限り、前記走行モードの前進から後進への切替及び後進から前進への切替を許可する。
【００１８】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度に応じて前記車両加速度を補正する。
【００１９】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度の２乗に比例した量だけ前記車両加速度を小さく補正する。
【００２０】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、車両速度が所定の閾（しきい）値以下であるとき、車両速度に比例した車両減速度の上限値により車両減速度を制限する。
【００２１】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記操縦装置に外力又は外トルクが付与されない場合、所定の車両減速度を決定する。
【００２２】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記操縦装置は、前記駆動輪の回転軸に垂直な方向に並進可能、又は、前記駆動輪の回転軸に平行な直線周りに回転可能な入力手段を備え、前記車両制御装置は、前記入力手段の位置又は回転角に応じて車両加速度を決定する。
【００２３】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する。
【００２４】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車両制御装置は、前記車両加速度の目標値を時間積分した値に所定の定数を乗じた値と前記駆動輪の回転角速度との差に応じた駆動トルクを駆動輪に付与する。
【００２５】
本発明の更に他の車両においては、さらに、前記車体に対して移動可能に取り付けられた能動重量部を更に有し、前記車両制御装置は、前記能動重量部の位置を制御して、前記車両加速度の目標値に応じた量だけ、前記駆動輪の接地点に対する前記車体の重心の相対位置を移動させる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の構成によれば、操縦装置の操作量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができ、簡素な操縦装置で、容易かつ直感的に操縦することができる。
【００２７】
請求項２及び３の構成によれば、直感的な操縦方法で車両加速度を指令することができ、操縦者の容易な操作が可能となる。
【００２８】
請求項４及び５の構成によれば、走行を容易にし、安全に扱える車両を提供することができる。
【００２９】
請求項６及び７の構成によれば、実用に適した走行状態を容易に実現可能であるとともに、操縦者に自然な操縦感覚を提供することができる。
【００３０】
請求項８の構成によれば、制動時における車両減速度の調整を容易に実行できる。
【００３１】
請求項９の構成によれば、操縦者に自然な操縦感覚を与えるとともに、操縦者が入力不可能な状態に至った場合でも、車両を確実に停止することができ、安全性を向上させることができる。
【００３２】
請求項１０の構成によれば、操縦装置の構成を簡素化することができ、かつ、車両の操縦を直感的に行うことができる。
【００３３】
請求項１１及び１２の構成によれば、適切な駆動トルクを駆動輪に付与することができる。
【００３４】
請求項１３の構成によれば、車体を大きく傾斜させることなく、車体の重心位置を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態における車両の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における車両の他の例の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態における車両システムの他の例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における走行モードの状態遷移を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における前進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における後進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における車両減速度の制限を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態における車両の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施の形態における車両の構成を示す概略図、図２は本発明の実施の形態における車両システムの構成を示すブロック図である。なお、図１において、（ａ）は車両の側面図、（ｂ）はジョイスティックの側面図、（ｃ）はジョイスティックの上面図である。
【００３８】
図１において、１０は、本実施の形態における車両であり、車体の本体部１１、駆動輪１２、支持部１３及び乗員１５が搭乗する搭乗部１４を有し、前記車両１０は、車体を前後に傾斜させることができるようになっている。そして、倒立振り子の姿勢制御と同様に車体の姿勢を制御する。図１（ａ）に示される例において、車両１０は右方向に前進し、左方向に後退することができる。
【００３９】
前記駆動輪１２は、車体の一部である支持部１３に対して回転可能に支持され、駆動アクチュエータとしての駆動モータ５２によって駆動される。なお、駆動輪１２の回転軸は図１に示す平面に垂直な方向に存在し、駆動輪１２はその回転軸を中心に回転する。また、前記駆動輪１２は、単数であっても複数であってもよいが、複数である場合、同軸上に並列に配設される。本実施の形態においては、駆動輪１２が２つであるものとして説明する。この場合、各駆動輪１２は個別の駆動モータ５２によって独立して駆動される。なお、駆動アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、内燃機関等を使用することもできるが、ここでは、電気モータである駆動モータ５２を使用するものとして説明する。
【００４０】
また、車体の一部である本体部１１は、支持部１３によって下方から支持され、駆動輪１２の上方に位置する。そして、本体部１１には、能動重量部として機能する搭乗部１４が、車両１０の前後方向に本体部１１に対して相対的に並進可能となるように、換言すると、車体回転円の接線方向に相対的に移動可能となるように、取り付けられている。
【００４１】
ここで、能動重量部は、ある程度の質量を備え、本体部１１に対して並進する、すなわち、前後に移動させることによって、車両１０の重心位置を能動的に補正するものである。そして、能動重量部は、必ずしも搭乗部１４である必要はなく、例えば、バッテリ等の重量のある周辺機器を並進可能に本体部１１に対して取り付けた装置であってもよいし、ウェイト、錘（おもり）、バランサ等の専用の重量部材を並進可能に本体部１１に対して取り付けた装置であってもよい。また、搭乗部１４、重量のある周辺機器、専用の重量部材等を併用するものであってもよい。
【００４２】
本実施の形態においては、説明の都合上、乗員１５が搭乗する搭乗部１４が能動重量部として機能する例について説明するが、搭乗部１４には必ずしも乗員１５が搭乗している必要はなく、例えば、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、搭乗部１４に乗員１５が搭乗していなくてもよいし、乗員１５に代えて、貨物が積載されていてもよい。前記搭乗部１４は、乗用車、バス等の自動車に使用されるシートと同様のものであり、足置き部、座面部、背もたれ部及びヘッドレストを備え、図示されない移動機構を介して本体部１１に取り付けられている。
【００４３】
また、前記移動機構は、リニアガイド装置等の低抵抗の直線移動機構、及び、能動重量部アクチュエータとしての能動重量部モータ６２を備え、該能動重量部モータ６２によって搭乗部１４を駆動し、本体部１１に対して進行方向に前後させるようになっている。なお、能動重量部アクチュエータとしては、例えば、油圧モータ、リニアモータ等を使用することもできるが、ここでは、回転式の電気モータである能動重量部モータ６２を使用するものとして説明する。
【００４４】
リニアガイド装置は、例えば、本体部１１に取り付けられている案内レールと、搭乗部１４に取り付けられ、案内レールに沿ってスライドするキャリッジと、案内レールとキャリッジとの間に介在するボール、コロ等の転動体とを備える。そして、案内レールには、その左右側面部に２本の軌道溝が長手方向に沿って直線状に形成されている。また、キャリッジの断面はコ字状に形成され、その対向する２つの側面部内側には、２本の軌道溝が、案内レールの軌道溝と各々対向するように形成されている。転動体は、軌道溝の間に組み込まれており、案内レールとキャリッジとの相対的直線運動に伴って軌道溝内を転動するようになっている。なお、キャリッジには、軌道溝の両端をつなぐ戻し通路が形成されており、転動体は軌道溝及び戻し通路を循環するようになっている。
【００４５】
また、リニアガイド装置は、該リニアガイド装置の動きを締結するブレーキ又はクラッチを備える。車両１０が停車しているときのように搭乗部１４の動作が不要であるときには、ブレーキによって案内レールにキャリッジを固定することで、本体部１１と搭乗部１４との相対的位置関係を保持する。そして、動作が必要であるときには、このブレーキを解除し、本体部１１側の基準位置と搭乗部１４側の基準位置との距離が所定値となるように制御される。
【００４６】
前記搭乗部１４の脇（わき）には、目標走行状態取得装置としてのジョイスティック３１を備える入力装置３０が配設されている。乗員１５は、操縦装置であるジョイスティック３１を操作することによって、車両１０を操縦する、すなわち、車両１０の加速、減速、旋回、その場回転、停止、制動等の走行指令を入力するようになっている。なお、本実施の形態においては、説明の都合上、走行指令が車両１０の加速、減速、停止及び制動である場合について説明する。
【００４７】
図１に示されるように、ジョイスティック３１は、基部３１ａ、及び、該基部３１ａに傾動可能に取り付けられた入力手段としてのレバー３１ｂを備える。そして、操縦者としの乗員１５は、レバー３１ｂを、図１（ｂ）及び（ｃ）において矢印で示されるように、前後に傾斜させることで走行指令を入力する。すると、ジョイスティック３１は、レバー３１ｂの前後の傾斜量に相当する状態量を計測し、その計測値を操作量として評価する。また、レバー３１ｂは、図示されない中立状態復帰用のばね部材によって付勢され、操縦者が手を放して解放すると、自動的に零入力に相当する中立状態（図１（ｂ）及び（ｃ）に示されるような基部３１ａに対して直立した状態）に復帰する。
【００４８】
なお、前記レバー３１ｂは、基部３１ａに対して傾動可能なものでなく、並進可能なものであってもよい。すなわち、前後に傾斜させず、前後に移動させることで走行指令を入力するものであってもよい。また、車両１０がリモートコントロールによって操縦される場合には、前記ジョイスティック３１が図示されないリモートコントローラに配設され、レバー３１ｂの操作量は、リモートコントローラから、有線又は無線によって車両１０に配設される受信装置に送信される。この場合、ジョイスティック３１の操縦者は乗員１５以外の者であってもよい。
【００４９】
また、車両システムは、図２に示されるように、車両制御装置としての制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０を有し、該制御ＥＣＵ２０は、主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３を備える。前記制御ＥＣＵ２０並びに主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、車両１０の各部の動作を制御するコンピュータシステムであり、例えば、本体部１１に配設されるが、支持部１３や搭乗部１４に配設されていてもよい。また、前記主制御ＥＣＵ２１、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３は、それぞれ、別個に構成されていてもよいし、一体に構成されていてもよい。
【００５０】
そして、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、駆動輪センサ５１及び駆動モータ５２とともに、駆動輪１２の動作を制御する駆動輪制御システム５０の一部として機能する。前記駆動輪センサ５１は、レゾルバ、エンコーダ等から成り、駆動輪回転状態計測装置として機能し、駆動輪１２の回転状態を示す駆動輪回転角及び／又は回転角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。また、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、該駆動輪制御ＥＣＵ２２は、受信した駆動トルク指令値に相当する入力電圧を駆動モータ５２に供給する。そして、該駆動モータ５２は、入力電圧に従って駆動輪１２に駆動トルクを付与し、これにより、駆動アクチュエータとして機能する。
【００５１】
また、主制御ＥＣＵ２１は、能動重量部制御ＥＣＵ２３、能動重量部センサ６１及び能動重量部モータ６２とともに、能動重量部である搭乗部１４の動作を制御する能動重量部制御システム６０の一部として機能する。前記能動重量部センサ６１は、エンコーダ等から成り、能動重量部移動状態計測装置として機能し、搭乗部１４の移動状態を示す能動重量部位置及び／又は移動速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。すると、該主制御ＥＣＵ２１は、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信し、該能動重量部制御ＥＣＵ２３は、受信した能動重量部推力指令値に相当する入力電圧を能動重量部モータ６２に供給する。そして、該能動重量部モータ６２は、入力電圧に従って搭乗部１４を並進移動させる推力を搭乗部１４に付与し、これにより、能動重量部アクチュエータとして機能する。
【００５２】
さらに、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２、能動重量部制御ＥＣＵ２３、車体傾斜センサ４１、駆動モータ５２及び能動重量部モータ６２とともに、車体の姿勢を制御する車体制御システム４０の一部として機能する。前記車体傾斜センサ４１は、加速度センサ、ジャイロセンサ等から成り、車体傾斜状態計測装置として機能し、車体の傾斜状態を示す車体傾斜角及び／又は傾斜角速度を検出し、主制御ＥＣＵ２１に送信する。そして、該主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。
【００５３】
なお、各センサは、複数の状態量を取得するものであってもよい。例えば、車体傾斜センサ４１として加速度センサとジャイロセンサとを併用し、両者の計測値から車体傾斜角と車体傾斜角速度とを決定してもよい。
【００５４】
また、主制御ＥＣＵ２１には、入力装置３０のジョイスティック３１から走行指令として、レバー３１ｂの操作量が入力される。そして、前記主制御ＥＣＵ２１は、駆動トルク指令値を駆動輪制御ＥＣＵ２２に送信し、能動重量部推力指令値を能動重量部制御ＥＣＵ２３に送信する。主制御ＥＣＵ２１は、入力量を最大入力量で正規化した入力率を入力量として扱う。そして、レバー３１ｂの前方への傾斜又は移動、すなわち、前方への入力を正の値で表し、レバー３１ｂの後方への傾斜又は移動、すなわち、後方への入力を負の値で表す。また、前方への最大入力量を１、後方への最大入力量を−１として表す。
【００５５】
なお、本実施の形態においては、操縦者の直感的な操縦を簡易な装置で実現するために、１軸のジョイスティック３１を用いているが、他の操縦装置を用いてもよい。例えば、レバーを握ることで入力するスロットルレバーを備え、回転方向と回転量に応じて、車両加速度の目標値を決定してもよい。
【００５６】
そして、車両システムは、前記ジョイスティック３１の操作量に応じて車両加速度を決定し、決定した車両加速度を前記操作量の時間履歴に応じて補正した値を車両加速度の目標値とする。
【００５７】
次に、本実施の形態における車両１０の他の例について説明する。
【００５８】
図３は本発明の実施の形態における車両の他の例の構成を示す概略図、図４は本発明の実施の形態における車両システムの他の例の構成を示すブロック図である。なお、図３において、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。
【００５９】
本実施の形態における車両１０は、３輪以上の車輪を有するものであってもよい。つまり、前記車両１０は、例えば、前輪が１輪であり後輪が２輪である３輪車、前輪が２輪であり後輪が１輪である３輪車、前輪及び後輪が２輪である４輪車等であるが、３輪以上の車輪を有するものであれば、いかなる種類のものであってもよい。
【００６０】
ここでは、説明の都合上、図３に示されるように、前記車両１０が、車体の前方に配設され、操舵（だ）輪として機能する１つの前輪である車輪１２Ｆと、車体の後方に配設され、駆動輪１２として機能する左右２つの後輪である車輪１２Ｌ及び１２Ｒとを有する３輪車である例についてのみ説明する。
【００６１】
図３に示される例において、車両１０は、リンク機構７２によって左右の車輪１２Ｌ及び１２Ｒのキャンバー角を変化させるとともに、搭乗部１４及び本体部１１を含む車体を旋回内輪側へ傾斜させることによって、つまり、車体を横方向（左右方向）に傾斜させることによって、旋回性能の向上と乗員１５の快適性の確保とを図ることができるようになっているが、必ずしも、車体を横方向に傾斜させることができるものである必要はない。なお、倒立振り子の姿勢制御のような姿勢制御は行わないものとする。すなわち、前後方向の姿勢制御は行わないものとする。
【００６２】
また、図３に示される例の車両１０において、車輪１２Ｆは、サスペンション装置（懸架装置）の一部である前輪フォーク１７を介して本体部１１に接続されている。前記サスペンション装置は、例えば、一般的なオートバイ、自転車等において使用されている前輪用のサスペンション装置と同様の装置であり、前記前輪フォーク１７は、例えば、スプリングを内蔵したテレスコピックタイプのフォークである。そして、一般的なオートバイ、自転車等の場合と同様に、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させ、これにより、車両１０の進行方向が変化する。
【００６３】
具体的には、図３に示されるように、本体部１１の前端上方に操舵部１８が配設され、該操舵部１８によって前輪フォーク１７の回転軸が回転可能に支持されている。また、前記操舵部１８は、操舵用アクチュエータとしてのステアリングアクチュエータ７１と、操舵量検出器としての操舵角センサ３２とを備える。前記ステアリングアクチュエータ７１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて前記前輪フォーク１７の回転軸を回転させ、操舵輪としての車輪１２Ｆは舵角を変化させる。つまり、車両１０の操舵は、いわゆるバイワイヤによって行われる。また、操舵角センサ３２は、前記前輪フォーク１７の回転軸の角度変化を検出することによって車輪１２Ｆの舵角、すなわち、操舵装置の操舵量を検出することができる。
【００６４】
なお、図３に示される例の車両１０は、図４に示されるような車両システムを有する。ここで、制御ＥＣＵ２０は、前後方向の姿勢制御を行わないので、能動重量部制御ＥＣＵ２３を備えておらず、代わりに、操舵制御ＥＣＵ２４を有する。そして、主制御ＥＣＵ２１は、ジョイスティック３１から走行指令に応じて操舵指令値を操舵制御ＥＣＵ２４に送信し、該操舵制御ＥＣＵ２４は、受信した操舵指令値に相当する入力電圧をステアリングアクチュエータ７１に供給する。なお、能動重量部センサ６１も省略されている。そして、操舵角センサ３２の検出した舵角は、主制御ＥＣＵ２１に送信される。
【００６５】
また、車体制御システム４０は、横加速度センサ４２を備える。該横加速度センサ４２は、一般的な加速度センサ、ジャイロセンサ等から成るセンサであって、車両１０の横加速度を検出する。
【００６６】
なお、図３に示される例の車両１０におけるその他の点の構成については、図１に示される例の車両１０と同様であるので、その説明を省略する。
【００６７】
次に、前記構成の車両１０の動作について詳細に説明する。まず、走行及び姿勢制御処理について説明する。
【００６８】
図５は本発明の実施の形態における走行及び姿勢制御処理の動作を示すフローチャートである。
【００６９】
本実施の形態においては、状態量やパラメータを次のような記号によって表す。
θW ：駆動輪回転角〔ｒａｄ〕
θ1 ：車体傾斜角（鉛直軸基準）〔ｒａｄ〕
λS ：搭乗部位置（能動重量部位置）〔ｍ〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ2 〕
ＲW ：駆動輪接地半径〔ｍ〕
ｍ1 ：車体質量〔ｋｇ〕
ｍS ：搭乗部質量（能動重量部質量：搭載物を含む）〔ｋｇ〕
ｌ1 ：車体重心距離（車軸から）〔ｍ〕
α：車両加速度〔ｍ／ｓ2 〕
Ｖ：車両速度〔ｍ／ｓ〕
2010254285.tif 000003
【００７０】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、乗員１５の操縦操作量を取得する（ステップＳ３）。この場合、乗員１５が、車両１０の加速、減速、停止、制動等の走行指令を入力するために操作したジョイスティック３１の操作量を取得する。
【００７１】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度目標値決定処理を実行し（ステップＳ４）、取得したジョイスティック３１の操作量等に基づいて、車両加速度の目標値α* を決定する。具体的には、レバー３１ｂの前後方向への操作量に比例した値を前後車両加速度の目標値とする。
【００７２】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度の目標値から、駆動輪回転角速度の目標値を算出する（ステップＳ５）。例えば、車両加速度の目標値を時間積分し、所定の駆動輪接地半径で除した値を駆動輪回転角速度の目標値とする。
【００７３】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、車体傾斜角と搭乗部位置の目標値を決定する（ステップＳ６）。具体的には、車両加速度の目標値から、下記の式によって搭乗部位置の目標値を決定する。
【００７４】
【数１】
2010254285.tif 000004
【００７５】
さらに、λS,Max,f 及びλS,Max,r は、搭乗部可動限界位置であり、各々、搭乗部１４の基準位置から可動域前縁までの距離、及び、可動域後縁までの距離を示している。
【００７６】
また、車両加速度の目標値から、下記の式によって車体傾斜角の目標値を決定する。
【００７７】
【数２】
2010254285.tif 000005
【００７８】
θS,Max,f 及びθS,Max,r は、各々、搭乗部可動限界位置λS,Max,f 及びλS,Max,r の車体傾斜角換算値であり、下記の式によって表される。
【００７９】
【数３】
2010254285.tif 000006
【００８０】
このように、車両加速度に伴って車体に作用する慣性力と駆動モータ反トルクを考慮して、車体傾斜角と搭乗部位置の目標値を決定する。そして、これらの車体傾斜トルクを、重力の作用によって打ち消すように、車体の重心を動かす。具体的には、車両１０が加速するときには、搭乗部１４を前方へ動かす及び／又は車体を前方に傾ける。一方、車両１０が減速するときには、搭乗部１４を後方へ動かす及び／又は車体を後方に傾ける。また、搭乗部移動が限界に達したら、車体を傾け始める。
【００８１】
これにより、細かい加減速に対する前後の車体傾斜がなくなり、乗員１５にとって乗り心地が向上する。また、ある程度の高速走行時でも直立状態を保つため、乗員１５にとって視界の変化が小さくなる。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、低加速度時及び／又は低速走行時に、搭乗部移動のみで対応させているが、その車体傾斜トルクの一部又は全部を車体傾斜で対応させてもよい。車体を傾けることによって、乗員１５に作用する前後方向の力を軽減させることができる。
【００８３】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、残りの目標値を算出する（ステップＳ７）。すなわち、各目標値を時間微分又は時間積分することによって、駆動輪回転角、車体傾斜角速度及び搭乗部移動速度の目標値をそれぞれ算出する。
【００８４】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードフォワード出力を決定する（ステップＳ８）。具体的には、下記の式によって駆動モータ５２のフィードフォワード出力を決定する。
【００８５】
【数４】
2010254285.tif 000007
【００８６】
このように、力学モデルによって推定された慣性力を打ち消すように駆動トルクを付加することで、制御の精度を高めることができる。
【００８７】
また、下記の式によって能動重量部モータ６２のフィードフォワード出力を決定する。
【００８８】
【数５】
2010254285.tif 000008
【００８９】
このように、力学モデルによって推定された重力や慣性力を打ち消すように推力を付加することで、制御の精度を高めることができる。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、理論的にフィードフォワード出力を与えることによって、より高精度な制御を実現しているが、上記のフィードフォワード出力は与えなくてもよい。その場合には、フィードバック制御によって、定常偏差を伴いつつ、フィードフォワード出力に近い値が間接的に与えられる。また、その定常偏差は、積分ゲインを適用することで、低減させることもできる。
【００９１】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、各アクチュエータのフィードバック出力を決定する（ステップＳ９）。具体的には、下記の式によって駆動モータ５２のフィードバック出力を決定する。
【００９２】
【数６】
2010254285.tif 000009
【００９３】
また、下記の式によって能動重量部モータ６２のフィードバック出力を決定する。
【００９４】
【数７】
2010254285.tif 000010
【００９５】
なお、各フィードバックゲインＫ**の値は、例えば、最適レギュレータの値を予め設定しておく。また、スライディングモード制御等の非線形のフィードバック制御を導入してもよい。さらに、より簡単な制御として、ＫW2、ＫW3及びＫS5を除くゲインのいくつかを零にしてもよい。さらに、定常偏差をなくすために、積分ゲインを導入してもよい。
【００９６】
また、図３に示される例の車両１０においては、車体の前後方向の姿勢制御を行わないので、「数６」及び「数７」に示される式は使用しない。
【００９７】
最後に、主制御ＥＣＵ２１は、各要素制御システムに指令値を与えて（ステップＳ１０）、走行及び姿勢制御処理を終了する。具体的には、主制御ＥＣＵ２１は、駆動輪制御ＥＣＵ２２及び能動重量部制御ＥＣＵ２３にフィードフォワード出力とフィードバック出力の和を指令値として、それぞれ、与える。なお、走行及び姿勢制御処理は、所定の時間間隔（例えば、１００〔μｓ〕毎）で繰り返し実行される。
【００９８】
また、図３に示される例の車両１０においては、前後方向の姿勢制御を行わないので、前記ステップＳ５〜Ｓ１０の動作は省略される。
【００９９】
次に、車両加速度目標値決定処理について説明する。
【０１００】
図６は本発明の実施の形態における走行モードの状態遷移を示す図、図７は本発明の実施の形態における前進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図、図８は本発明の実施の形態における後進モードでの車両加速度目標値とジョイスティックの入力率との関係を示す図、図９は本発明の実施の形態における車両減速度の制限を示す図、図１０は本発明の実施の形態における車両加速度目標値決定処理の動作を示すフローチャートである。
【０１０１】
車両加速度目標値決定処理において、主制御ＥＣＵ２１は、まず、車両速度目標値を決定する（ステップＳ４−１）。具体的には、車両加速度の目標値を時間積分して車両速度の目標値Ｖ* を決定する。この場合、車両加速度の目標値には、１つ前の制御ステップにおいて決定された値を用いる。
【０１０２】
続いて、主制御ＥＣＵ２１は、走行モードを決定する（ステップＳ４−２）。ここで、車両１０の走行モードは、図６に示されるように、前進モード、停止モード及び後進モードの３つであり、レバー３１ｂの操作量としての操縦装置（ジョイスティック３１）の入力率Ｕと車両速度の目標値Ｖ* とによって決定される。
【０１０３】
操縦装置の入力率Ｕは、レバー３１ｂを前方に傾斜又は移動させると正、レバー３１ｂを後方に傾斜又は移動させると負であるから、図６に示されるように、停止モードでレバー３１ｂを前方に傾斜又は移動させると前進モードに遷移して車両１０が前進し、停止モードでレバー３１ｂを後方に傾斜又は移動させると後進モードに遷移して車両１０が後進（後退）する。また、前進モード及び後進モードでレバー３１ｂを中立状態として入力率Ｕを零とし、かつ、車両速度の目標値Ｖ* が零となると、停止モードに遷移する。なお、前進モードと後進モードとの間では直接に遷移しない。
【０１０４】
この場合、主制御ＥＣＵ２１は、レバー３１ｂの操作量の履歴に応じて、乗員１５が停止、前進及び後進モードのうちのどの走行モードを希望しているかを判断する。このように、乗員１５は別の装置によって走行モードを指令する必要がないので、乗員１５にとって操作性が向上するとともに、余分な入力装置が不要となり、コストの低減や搭乗部１４のデザイン自由度確保が容易になる。
【０１０５】
また、前進モードと後進モードの直接的な遷移を禁止する。つまり、乗員１５の操作及び車両速度が停止の条件を満足しなければ、前進モード及び後進モード間の遷移を認めない。このように、前進から後進又は後進から前進への移行時に乗員１５に特定の操作を強いることで、操作の誤りによる逆方向への走行の可能性を低減し、車両１０の安全性を向上させる。
【０１０６】
さらに、前進モード又は後進モードにおいて、操作量が零（Ｕ＝０）以外の場合には他モードへの遷移を禁止する。つまり、乗員１５が一度レバー３１ｂを中立状態に戻すと、逆方向への走行が許可される。このように、逆方向への走行を許可する特定操作を同じ操縦装置を用いた簡単な手法とすることで、操縦が容易な車両１０を提供できる。
【０１０７】
なお、本実施の形態においては、走行モードが自動的に決定されるが、表示手段を備えて走行モードを表示することで、乗員１５が現在の走行モードを確認できるようにしてもよい。これにより、乗員１５の誤認識やそれによる誤操作を防止できる。また、モード設定方法選択手段を備え、前進モード及び後進モード間の走行モード切替を自動的にするか、別の入力装置によって乗員１５自身の操作で切り替えるかを選択できるようにしてもよい。
【０１０８】
最後に、主制御ＥＣＵ２１は、車両加速度の目標値を決定して（ステップＳ４−３）、車両加速度目標値決定処理を終了する。具体的には、レバー３１ｂの操作量としての操縦装置の入力率Ｕと走行モードとから、以下の式（１）及び（２）によって車両加速度の目標値α* を決定する。
【０１０９】
まず、前進モードの場合、式（１）は下記のように表される。
【０１１０】
【数８】
2010254285.tif 000011
【０１１１】
また、αMax,Afは最大加速度、αMax,Dfは最大減速度、ＶMax,f は最高速度であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き文字のｆは前進モードであることを表す。最大加速度、最大減速度及び最高速度は、前進モードの場合の方が後進モードの場合よりも大きい値となるように設定される。
【０１１２】
また、αEBは零入力時減速度であり、αEB＝γEBαEB,0である。なお、γEBは走行抵抗増幅率（所定値）である。
【０１１３】
さらに、αEB,0は走行抵抗減速度推定値であり、αEB,0＝μ0 ＋μ1 ｜Ｖ* ｜である。なお、μ0 は転がり抵抗係数、μ1 は粘性抵抗係数である。
【０１１４】
そして、前進モードの場合、車両加速度目標値とジョイスティック３１の入力率との関係は、図７に示されるようになる。なお、図７は、μ1 ＝０の場合を示している。
【０１１５】
一方、後進モードの場合、式（１）は下記のように表される。
【０１１６】
【数９】
2010254285.tif 000012
【０１１７】
また、αMax,Abは最大加速度、αMax,Dbは最大減速度、ＶMax,b は最高速度であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き文字のｂは後進モードであることを表す。最大加速度、最大減速度及び最高速度は、後進モードの場合の方が前進モードの場合よりも小さな値となるように設定される。
【０１１８】
そして、後進モードの場合、車両加速度目標値とジョイスティック３１の入力率との関係は、図８に示されるようになる。なお、図８は、μ1 ＝０の場合を示している。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、操縦装置の入力率によって、車両加速度を決定する。具体的には、入力装置３０の入力方向と同方向で、入力量に比例した大きさの加速度を車両加速度の目標値とする。つまり、前進モード時には、入力装置３０の前方入力により加速し、後方入力により減速する。また、後進モード時には、入力装置３０の後方入力により加速し、前方入力により減速する。このように、加速度指令の直感的な操縦方法とすることで、乗員１５の容易な操作を可能とする。
【０１２０】
また、走行モードに応じて、車両加速度を決定する。具体的には、同じ入力量に対して、後進モード時の速度及び加速度の目標値を前進モード時の値に比べて小さくする。これにより、前進走行時よりも低速での利用が想定される後進走行時において、出力される加速度や速度が自動的に抑えられるので、後進走行を容易にし、安全に扱える車両１０を提供できる。
【０１２１】
さらに、車両速度によって、車両加速度を補正する。具体的には、車両速度の目標値に基づいて、車両加速度の目標値を低減する。車両速度の２乗に比例する値だけ車両加速度を低減する。これにより、例えば、一定の入力量を与え続けると、入力量に応じて速度が増加し、速度の増加により加速度が低減されるので、最終的に入力量に応じた速度での定速走行に至る。したがって、実用に適した走行状態を容易に実現可能であるとともに、乗員１５に自然な操縦感覚を提供できる。また、最高速度での車両加速度の目標値の低減量を最大車両加速度と等しい値とする。これにより、加速度指令における速度の制限を容易に、かつ、滑らかに実行できる。さらに、減速時には、車両加速度の目標値の低減を禁止する。これにより、車両１０の制動性能、及び、乗員１５の制動指令に対する応答性を低下させることなく、操縦性を向上できる。
【０１２２】
さらに、零入力に対して、車両加速度の目標値として所定の減速度を与える。具体的には、走行抵抗による減速度を力学モデルより推定し、その推定値に応じて減速度を与える。これにより、乗員１５に自然な操縦感覚を与えるとともに、乗員１５が入力不可能な状態に至った場合でも、車両１０を確実に停止することができ、安全性を向上させることができる。
【０１２３】
次に、前進モードの場合、式（２）は下記のように表される。
【０１２４】
【数１０】
2010254285.tif 000013
【０１２５】
また、кf は零入力時減速度、Ｖsh,fは速度閾値であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き文字のｆは前進モードであることを表す。
【０１２６】
一方、後進モードの場合、式（２）は下記のように表される。
【０１２７】
【数１１】
2010254285.tif 000014
【０１２８】
また、кb は零入力時減速度、Ｖsh,bは速度閾値であり、これらの値はすべてあらかじめ設定された所定値である。なお、下付き文字のｂは後進モードであることを表す。
【０１２９】
そして、車両減速度は図９に示されるように制限される。
【０１３０】
このように、本実施の形態においては、車両速度に応じて、車両減速度を制限する。具体的には、走行モードに応じて、制動後に逆方向へ加速するような車両加速度目標値を制限する。つまり、前進モード時において、車両速度が零以下の場合には、車両加速度を零以上に制限する。また、後進モード時において、車両速度が零以上の場合には、車両加速度を零以下に制限する。このように、制動停止後も継続して乗員１５が制動側に入力装置３０を操作するときに車両１０が逆方向に加速することを自動的に防ぐことにより、乗員１５は容易に車両１０を静止させることができる。
【０１３１】
また、車両速度が所定の閾値よりも低い範囲内で、車両減速度を車両速度に応じて制限する。具体的には、車両速度目標値の低下に従って、車両１０の減速度閾値を徐々に小さくする。このように、車両停止時に減速度が不連続に変化する現象を解消することで、乗員１５の快適性を保障できる。
【０１３２】
以上説明したような車両加速度目標値決定処理においては、参照する車両速度としてその目標値を用いているが、代わりに実際の車両速度に基づいて車両加速度目標値を決定してもよい。例えば、走行モードの判定において、実際の車両速度に基づいて車両停止の判定を行ってもよい。また、目標値と実値のうちの一方が零になった場合に、車両停止と判定してもよい。これにより、例えば、状態フィードバック制御の誤差として、目標値と実値に差が生じた場合でも、安定して走行モードを設定できる。同様に、車両加速度目標値の決定においても、実際の車両速度に基づいて各値を決定してもよい。
【０１３３】
次に、前述の制御を採用した場合に予想される車両１０の動作例について説明する。
【０１３４】
図１１は本発明の実施の形態における車両の動作例を示す図である。
【０１３５】
ここでは、時間ｔの経過とともに変化するレバー３１ｂの操作量としての操縦装置の入力率Ｕ、車両速度Ｖ及び走行モードの関係について説明する。
ｔ＝ｔ1 の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＜１）に応じて、加速度α（α＜αMax,Af）で加速前進を開始する。同時に走行モードが「前進」に切り替わる。
ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 の時：車両速度Ｖの増加に伴い加速度αは減少し、車両速度Ｖ＜ＶMax,f で飽和して定速走行状態に至る。
ｔ2 ≦ｔ＜ｔ3 の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝０）に応じて、所定の減速度α（α＝−αEB）で緩やかに減速する。
ｔ＝ｔ3 の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝−１）に応じて、減速度α＝最大減速度（−αMax,Df）で制動を開始する。
ｔ3 ＜ｔ＜ｔ4 の時：車両速度Ｖ＝Ｖsh,fに到達するまで最大減速度で減速した後、減速度の制限下で緩やかに停止する。なお、停止後の入力率Ｕ（Ｕ＝−１）には反応せず、走行モードは「前進」の状態が維持される。
ｔ＝ｔ4 の時：特定の入力率Ｕ（Ｕ＝０）によって、走行モードが「停止」に切り替わる。
ｔ＝ｔ5 の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝−１）に応じて、後進時の最大加速度α（α＝αMax,Ab）で後進加速を開始する。同時に、走行モードが「後進」に切り替わる。
ｔ5 ＜ｔ＜ｔ6 の時：車両速度Ｖの増加に伴い加速度αは減少し、車両速度Ｖ＝後進最高速度ＶMax,b で飽和して定速走行状態に至る。
ｔ＝ｔ6 の時：操縦装置の入力率Ｕ（Ｕ＝１）に応じて、減速度α＝最大減速度（αMax,Db）で制動を開始する。
ｔ6 ＜ｔ＜ｔ7 の時：車両速度Ｖ＝−Ｖsh,bに到達するまで最大減速度で減速した後、減速度の制限下で緩やかに停止する。なお、停止後の入力率Ｕ（Ｕ＝１）には反応せず、走行モードは「後進」の状態が維持される。
ｔ＝ｔ7 の時：特定の入力率Ｕ（Ｕ＝０）によって、走行モードが「停止」に切り替わる。
【０１３６】
このように、本実施の形態においては、操縦装置の操作量（入力量）に応じて決定され、該操作量の時間履歴に応じて補正された車両加速度で、車両１０を加速及び制動させる。具体的には、操縦装置（レバー３１ｂ）の入力方向（傾斜方向）と操作量（入力量）、及び、車両１０の走行状態（前進、後進及び停止の状態）に応じて、車両加速度を決定する。操縦装置の入力方向が所定の方向であり、かつ、車両１０が停止及び前進している場合には入力量に応じた加速度を与え、車両１０が後進している場合には入力量に応じた減速度を与える。一方、操縦装置の入力方向が前記所定の方向と逆方向であり、かつ、車両１０が停止及び後進している場合には、入力量に応じた加速度を与え、車両１０が前進している場合には入力量に応じた減速度を与える。
【０１３７】
また、操作量の時間履歴に応じて決定される走行モードによって、車両加速度を制限する。具体的には、車両１０の制動後に逆方向に加速するような加速度を制限する。また、車両１０の後進を制限する前進モードと車両１０の前進を制限する後進モードについて、特定の操作が行われた場合、すなわち、特定の操作入力が与えられた場合に限って、両モード間の遷移を許可する。なお、特定の操作入力は、特定の操作入力量を入力することである。また、特定の操作入力量は、操縦装置に外力及び外トルクを与えないときの操作入力量である。
【０１３８】
さらに、車両速度に応じて、車両加速度を補正する。具体的には、車両加速時において、車両速度の増加と共に車両加速度を減少させる。最高速度での走行時には、最大車両加速度に等しい量だけ車両加速度を減少させる。なお、車両速度の２乗に比例した量だけ車両加速度を減少させる。また、車両制動時において、車両速度が所定の閾値未満であるときに車両減速度を制限する。車両速度の低下と共に車両減速度上限値を小さくする。
【０１３９】
さらに、操縦装置に外力及び外トルクが付与されない場合、所定の車両減速度で減速させる。この場合、車両１０の走行抵抗を推定し、その推定値に応じて減速度を決定する。
【０１４０】
さらに、操縦装置としてのジョイスティック３１は、駆動輪１２の回転軸に垂直な方向に並進可能、又は、駆動輪１２の回転軸に平行な直線周りに回転可能な入力手段としてのレバー３１ｂを備え、該レバー３１ｂの位置又は回転角に応じて車両加速度を決定する。なお、前記所定の方向は、車両１０の前方又は前進時の駆動輪回転方向である。
【０１４１】
さらに、操作入力量に応じて車両加速度の目標値を決定し、それに応じたトルクを駆動輪１２に与える。具体的には、車両加速度の目標値を時間積分した値に所定の定数を乗じた値を駆動輪回転角速度の目標値とし、該目標値と計測値との差に比例した大きさのトルクを駆動輪１２に与える。
【０１４２】
さらに、車両加速度に応じた量だけ、駆動輪１２の接地点に対する車体重心の相対位置を移動させる。具体的には、能動重量部として機能する搭乗部１４を備え、車両加速度に応じた量だけ搭乗部１４を相対移動させる。
【０１４３】
これにより、本実施の形態においては、乗員１５の操作入力量に応じて、適切な前後方向走行状態を実現することができる。そして、簡素な操縦装置で、容易に、かつ、直感的に操縦可能な車両１０を提供できる。
【０１４４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、車両に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４６】
１０    車両
１２    駆動輪
１２Ｌ、１２Ｒ    車輪
１４    搭乗部
１５    乗員
２０    制御ＥＣＵ
３１    ジョイスティック
３１ｂ    レバー
【図１】
2010254285.tif 000015
【図２】
2010254285.tif 000016
【図３】
2010254285.tif 000017
【図４】
2010254285.tif 000018
【図５】
2010254285.tif 000019
【図６】
2010254285.tif 000020
【図７】
2010254285.tif 000021
【図８】
2010254285.tif 000022
【図９】
2010254285.tif 000023
【図１０】
2010254285.tif 000024
【図１１】
2010254285.tif 000025